(57)【要約】    【課題】  伝達機構において、過大な荷重の入力に耐えうる構造を、最小限の補強により実現すること。    【解決手段】  駆動力を発生する電動モータ２０と、電動モータ２０の駆動力をバックドア３に伝達するアーム１２とを備える駆動ユニット１１において、アーム１２には、所定の入力荷重を閾値として不可逆的に変形することで電動モータ２０とバックドア３との間の駆動力の伝達を遮断する突起部１２ｐが設けられる構成としたこと。【選択図】  図４
2005336858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生する駆動源と、
該駆動源の駆動力を開閉体に伝達する伝達機構と
を備える車両用開閉体の開閉装置において、
前記伝達機構には、所定の入力荷重を閾値として不可逆的に変形することで前記駆動源と開閉体との間の駆動力の伝達を遮断する荷重制限部が設けられることを特徴とする車両用開閉体の開閉装置。
【請求項２】
前記伝達機構は、クラッチ機構と駆動部材とを備え、該駆動部材に前記荷重制限部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用開閉体の開閉装置。
【請求項３】
前記駆動部材は、入力部と出力部とを備え、前記荷重制限部は、前記入力部と前記出力部との間に設けられることを特徴とする請求項２に記載の車両用開閉体の開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用開閉体の開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の開閉体の開閉装置として、後述の特許文献１に記載のものがある。この開閉装置について、図６、図７を参照して説明する。なお、図６は、開閉装置の構造を示し、図７は、この開閉装置が車両の電動式バックドアに適用された例を示している。
【０００３】
車両の開口１００に設けられるバックドア１０１は、開閉装置のモータ１０２が発生する駆動力により、電動で開閉される。
【０００４】
開閉装置において、モータ１０２とピニオンギヤ１０３との間には、クラッチ機構が設けられている。開閉装置が作動している時、モータ１０２の駆動力は、クラッチ機構を介して、ピニオンギヤ１０３に伝達される。ピニオンギヤ１０３は、ラック１０４の側端に形成されたギヤ１０５に係合している。ラック１０４は、その上端において、ロッド１０６の下端に連結されている。ロッド１０６の上端は、バックドア１０１に対して、回転自在に連結されている。ラック１０４とロッド１０６の間には、スライダ１０７が設けられている。スライダ１０７は、レール１０８のガイド溝１０９に対して、摺動自在に係合している。
【０００５】
モータ１０２が給電されて開閉装置が作動すると（開閉装置の作動状態）、モータ１０２の駆動力がクラッチ機構を介してピニオンギヤ１０３に伝達され、ピニオンギヤ１０３が回転する。そして、ピニオンギヤ１０３に係合しているラック１０４が、スライダ１０７に案内されるように、ガイド溝１０９に沿って上方へと移動する。これにともなって、ラック１０４の上端に連結されているロッド１０６が押し上げられ、このロッド１０６に連結されたバックドア１０１が上方へと開かれていく（バックドア１０１の開作動）。
【特許文献１】特開２００３−３１２２６８号公報（第３頁、図２，３を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
開閉装置が作動状態にある時、ピニオンギヤ１０３は、モータ１０２の駆動力によって回転しているので、このピニオンギヤ１０３に係合するラック１０４には、モータ１０２の駆動力が常に伝達されている。
【０００７】
したがって、開作動しているバックドア１０１が、何らかの原因によって急減速（急停止）した場合であっても、ラック１０４には、モータ１０２の駆動力が伝達され続け、ラック１０４と、このラック１０４に連結されるロッド１０６においては、バックドア１０１が開かれる方向に力が作用する。しかしながら、バックドア１０１が急減速したことで、バックドア１０１に連結されるロッド１０６と、このロッド１０６に連結されるラック１０４の動きは妨げられている。つまり、ピニオンギヤ１０３を介してラック１０４に伝達されるモータ１０２の駆動力の行き場がないので、この駆動力が、ラック１０４、ならびに、ロッド１０６自体に作用することになり、これら部材（伝達機構）においては、過大な荷重が入力される。
【０００８】
このような状況を想定して、開閉装置の伝達機構においては、過大な荷重の入力に耐えうる構造となるように、適宜に補強が施されている必要があった。しかしながら、伝達機構の補強に際しては、構造の複雑化や重量の増加等の問題が避けられないものとなっていた。
【０００９】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、伝達機構において、過大な荷重の入力に耐えうる構造を、最小限の補強により実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、駆動力を発生する駆動源と、該駆動源の駆動力を開閉体に伝達する伝達機構とを備える車両用開閉体の開閉装置において、前記伝達機構には、所定の入力荷重を閾値として不可逆的に変形することで前記駆動源と開閉体との間の駆動力の伝達を遮断する荷重制限部が設けられる構成としたことである。
【００１１】
好ましくは、請求項２に記載の様に、前記伝達機構は、クラッチ機構と駆動部材とを備え、該駆動部材に前記荷重制限部が設けられると良い。
【００１２】
好ましくは、請求項３に記載の様に、前記駆動部材は、入力部と出力部とを備え、前記荷重制限部は、前記入力部と前記出力部との間に設けられると良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、駆動源の駆動力を開閉体に伝達する伝達機構には、荷重制限部が設けられている。荷重制限部は、所定の入力荷重を閾値として不可逆的に変形することで、駆動源と開閉体との間の駆動力の伝達を遮断する。したがって、荷重制限部の閾値を超える過大な荷重が伝達機構に入力されると、駆動源と開閉体との間の駆動力の伝達が遮断されるように、荷重制限部が不可逆的に変形する。この場合、荷重制限部の閾値が、伝達機構に入力される荷重の上限値となっている。つまり、伝達機構においては、荷重制限部の閾値を超える過大な荷重の入力にも、耐えうる構造となっている。また、伝達機構においては、荷重制限部の閾値を超えない範囲での入力荷重に耐えうる構造を、最低限備えていればよい。したがって、荷重制限部の閾値を好適に設定することで、伝達機構に施される補強を最小限のものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。
【００１５】
図３は、本実施形態の電動式バックドア１の構成を示す概略図である。同図に示されるように、この電動式バックドア１は、車両本体２の後部上方にヒンジ連結されたバックドア３（開閉体）と、バックドア３を電動で開閉するアクチュエータ４と、緩衝部材としてのダンパーステー５とを備えている。
【００１６】
アクチュエータ４は、車両本体２のリアピラー２ａに固着されると共にアーム１２を介して駆動力を出力する駆動ユニット１１と、アーム１２の先端部及びバックドア３の基端部を連結するロッド１３とを備えている。そして、ロッド１３は、アーム１２の先端部及びバックドア３の基端部とそれぞれ回転自在に連結されている。
【００１７】
ここで、バックドア３の閉状態では、図中実線で示すように、アーム１２は、車両の下方（図３示下方）に先端側が向く配置とされ、これにより、アーム１２とロッド１３が折りたたまれている。一方、バックドア３の開状態では、図中２点鎖線で示すように、アーム１２は、車両の後方（図３示右方）に先端側が向く配置とされる。これにより、アーム１２とロッド１３が伸展されている。従って、駆動ユニット１１の作動によりアーム１２とロッド１３とをこれら２つの状態間に推移させることで、バックドア３が開作動（閉作動）する。
【００１８】
ダンパーステー５は、高圧ガスを封入したガスピストンの構成を有しており、その一端及び他端はそれぞれ車両本体２の後部及びバックドア３の基端部に連結されている。このダンパーステー５は、バックドア３の開放前半にはその自重と併せて閉方向の合力を発生し、急激なドア開放を防止している。一方、バックドア３の開放後半にはその自重と併せて開方向の合力を発生し、ドア開放を補助している。換言すると、ダンパーステー５は、その発生する力とバックドア３の自重とが釣り合う位置を基準にその前後でバックドア３ に閉方向若しくは開方向の力を印加する。
【００１９】
次に、本発明に係る駆動ユニット１１について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、駆動ユニット１１の構造を示す分解斜視図であり、図２は、駆動ユニット１１の部分断面図である。
【００２０】
駆動ユニット１１（開閉装置）は、電動モータ２０と、クラッチ機構２１と、ピニオンギヤ２４と、中間ギヤ２５と、出力シャフト２６と、セクタギヤ２７と、アーム１２とを備えている。クラッチ機構２１、ピニオンギヤ２４、中間ギヤ２５、出力シャフト２６、セクタギヤ２７、アーム１２は、電動モータ２０の駆動力をバックドア３（ロッド１３）に伝達する伝達機構として機能している。アッパーケース２３及びロアケース２２は、出力シャフト２６を回転自在に支持し、出力シャフト２６は、セクタギヤ２７に嵌合されている。そして、セクタギヤ２７と、セクタギヤ２７に係合する中間ギヤ２５と、中間ギヤ２５に係合するピニオンギヤ２４とが、アッパーケース２３及びロアケース２２の対向面間に収納されている。
【００２１】
電動モータ２０（駆動源）は、上述したバックドア３を開作動（閉作動）させるための駆動力を発生する。電動モータ２０が発生する駆動力は、ウォーム（図示なし）、ウォームホイール２０ａを介して、クラッチ機構２１に伝達される。
【００２２】
クラッチ機構２１は、図２に示すように、プレート２１ａ、ロータ２１ｂ、電磁コイル２１ｃ等からなる公知の電磁クラッチである。電磁コイル２１ｃが給電されると、プレート２１ａとロータ２１ｂとの間に吸引力が発生し、プレート２１ａとロータ２１ｂとが摩擦的に係合する（係合状態）。この状態で、電動モータ２０の駆動力によりウォームホイール２０ａが回転すると、ウォームホイール２０ａに連結されたプレート２１ａが、ウォームホイール２０ａと共に回転する。このとき、プレート２１ａとロータ２１ｂとの間に作用する摩擦力によって、ロータ２１ｂは、プレート２１ａと共に回転する。また、ロータ２１ｂは、出力軸３１と一体回転するように連結されている。つまり、駆動ユニット１１が作動する時、クラッチ機構２１は係合状態となり、電動モータ２０の駆動力が、クラッチ機構２１を介して、出力軸３１に伝達されるようになっている。
【００２３】
ピニオンギヤ２４は、ロアケース２２の挿通孔２２ａに挿通された出力軸３１に連結され、出力軸３１と一体に回転する。詳述すると、ピニオンギヤ２４には、軸線方向に貫通する貫通孔２４ａが形成されており、その内周面には、出力軸３１のセレーション３１ａに対応してセレーション２４ｂが形成されている。従って、ピニオンギヤ２４は、そのセレーション２４ｂが出力軸３１のセレーション３１ａと嵌合することで、出力軸３１と一体に回転する。
【００２４】
中間ギヤ２５は、ロアケース２２の軸部２２ｂに挿通されることで、ロアケース２２に回転自在に支持されている。中間ギヤ２５は、ピニオンギヤ２４よりも大径となる第１ギヤ部２５ａと、第１ギヤ部２５ａよりも小径となる第２ギヤ部２５ｂとを有している。中間ギヤ２５においては、第１ギヤ部２５ａがピニオンギヤ２４に噛合連結されるようになっており、これにより、中間ギヤ２５は、電動モータ２０によって回転駆動される。
【００２５】
出力シャフト２６（駆動部材）は、略段付円柱体に形成されており、ロアケース２２の軸受孔２２ｃにその基端側（図１の下側）の第１軸部２６ａが挿通されることで、ロアケース２２に回転自在に支持されている。この出力シャフト２６は、第１軸部２６ａから先端側に向かってステップ状に縮径されており、第１セレーション軸部２６ｂ、第２軸部２６ｃ、第２セレーション軸部２６ｄ、ならびにねじ部２６ｅを形成している。第１セレーション軸部２６ｂにはセクタギヤ２７が嵌合され、第２セレーション軸部２６ｄにはアーム１２が嵌合される。
【００２６】
セクタギヤ２７は、円周の一部のみを備えたおうぎ形を呈し、出力シャフト２６に嵌合されることで、出力シャフト２６と一体に回転する。詳述すると、セクタギヤ２７には、軸線方向に貫通する貫通孔２７ａが形成されており、その内周面には、第１セレーション軸部２６ｂのセレーションに対応してセレーション２７ｂが形成されている。従って、セクタギヤ２７は、そのセレーション２７ｂが第１セレーション軸部２６ｂのセレーションと嵌合することで、出力シャフト２６と一体に回転する。また、セクタギヤ２７は、中間ギヤ２５の第２ギヤ部２５ｂに噛合連結され、これにより、セクタギヤ２７は、出力シャフト２６とともに、中間ギヤ２５によって回転駆動される。
【００２７】
アーム１２（駆動部材）は、図２に示されるように、アッパーケース２３の軸受孔２３ｂに挿通されて一側（図２の右側）に延在する出力シャフト２６の第２セレーション軸部２６ｄに連結され、出力シャフト２６と一体に回転する。詳述すると、アーム１２の基端部には、出力シャフト２６（第２セレーション軸部２６ｄ）に対応して軸線方向に突設された筒状のスリーブ１２ａが固着されており、その内周面には、第２セレーション軸部２６ｄに対応して、セレーション部１２ｂが形成されている。従って、アーム１２は、そのセレーション部１２ｂが出力シャフト２６の第２セレーション軸部２６ｄに嵌合することで、出力シャフト２６と一体に回転する。そして、アーム１２に嵌合されて一側（図２の右側）に延在する出力シャフト２６のねじ部２６ｅには、ナット３２が締結されている。
【００２８】
アーム１２のセレーション部１２ｂ（出力部）と、出力シャフト２６の第２セレーション軸部２６ｄ（入力部）との間には、トルクリミッタ機構２９が設けられている。このトルクリミッタ機構２９について、図４（ａ）を参照して説明する。図４（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２９】
トルクリミッタ機構２９は、出力シャフト２６の第２セレーション軸部２６ｄに形成される複数の突起部２６ｐと、アーム１２のセレーション部１２ｂに形成される複数の突起部１２ｐ（同図においては、各々１つずつ符番を付す）とからなる。突起部２６ｐと突起部１２ｐ（荷重制限部）は、それぞれ、出力シャフト２６、アーム１２の軸方向に沿って延在し、互いに係合している。出力シャフト２６において、電動モータ２０の駆動力は、その突起部２６ｐがアーム１２の突起部１２ｐを押し動かすことで、アーム１２へと伝達され、これにより、アーム１２が回転駆動される。このとき、アーム１２の突起部１２ｐと出力シャフト２６の突起部２６ｐとは、互いに荷重を及ぼしあっている。つまり、電動モータ２０の駆動力が出力シャフト２６からアーム１２へと伝達される時、アーム１２の突起部１２ｐにおいては、出力シャフト２６の突起部２６ｐから荷重が入力されている。この場合、出力シャフト２６とアーム１２との間で伝達される駆動力が大きくなればなるほど、突起部２６ｐがアーム１２の突起部１２ｐを押し動かす際に要する荷重が大きくなるので、その反力、つまり、突起部１２ｐに入力される荷重も大きくなる。本実施形態のアーム１２においては、突起部１２ｐに入力される荷重が所定の値（閾値）を超えた時に同突起部１２ｐが破損（変形）するように、その強度が設定されている。なお、アーム１２の強度の設定にあたっては、例えば、アーム１２、ならびに出力シャフト２６の材質や硬度などを好適に調整すれば良い。
【００３０】
なお、以上の説明においては、出力シャフト２６とアーム１２との間で伝達される駆動力が所定の値を超えた時にアーム１２の突起部１２ｐが破損する例を示したが、出力シャフト２６の突起部２６ｐ（荷重制限部）が破損する構成でも良い。
【００３１】
また、アーム１２の突起部１２ｐの形状は、本実施形態のものに限定されず、入力される荷重が所定の値（閾値）を超えた時に好適に破損する形状のものであれば良い。
【００３２】
また、電動モータ２０の駆動力がトルクリミッタ機構２９の突起部１２ｐ、２６ｐを介して伝達される例を示したが、これに限定されない。例えば、図５に示すように、出力シャフト２６の突起部２６ｐとアーム１２の突起部１２ｐとの間に、突起部３０ｐを有するリング部材３０（荷重制限部）を設け、駆動力がリング部材３０を介して伝達される構成も適用できる。この場合、出力シャフト２６とアーム１２との間で伝達される駆動力が所定の値を超えた場合にリング部材３０の突起部３０ｐが破損するように、同リング部材３０の材質や硬度等を好適に調整すれば良い。なお、リング部材３０と出力シャフト２６（第２セレーション軸部２６ｄ）、もしくは、リング部材３０とアーム１２（セレーション部１２ｂ）との間に、破損した突起部３０ｐを収容する隙間３１が設けられると良い。これにより、破損した突起部３０ｐが、破損元であるリング部材３０と干渉し合うことを抑制でき、出力シャフト２６とアーム１２との間の駆動力の伝達を確実に遮断することが可能となる。
【００３３】
また、トルクリミッタ機構２９が出力シャフト２６とアーム１２との間に設けられる例を示したが、これに限定されず、例えば、トルクリミッタ機構２９が、出力シャフト２６とセクタギヤ２７（駆動部材）との間に設けられる構成でも良い。
【００３４】
以下、トルクリミッタ機構２９がバックドア３の開作動時に作動する態様について、図２、図３及び図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、図４（ａ）は、バックドア３が正常に開作動する場合を示し、図４（ｂ）は、バックドア３が開作動時に急減速した場合を示している。
【００３５】
図３中実線で示すバックドア３の閉状態において、電動モータ２０が給電されて駆動ユニット１１が作動すると、電動モータ２０の駆動力が、クラッチ機構２１を介して、出力軸３１に伝達され、出力軸３１が回転駆動される。そして、この駆動力は、ピニオンギヤ２４、中間ギヤ２５（第１ギヤ部２５ａ及び第２ギヤ部２５ｂ）、セクタギヤ２７、出力シャフト２６を介してアーム１２に伝達された後、ロッド１３を介してバックドア３に伝達される。これにより、バックドア３が、図３中２点鎖線で示す開状態へと開作動する。
【００３６】
ここで、バックドア３が正常に開作動する場合は、バックドア３の動きは妨げられないので、このバックドア３にロッド１３を介して連結される駆動ユニット１１においては、所定の負荷（定格負荷）が作用する。この場合、電動モータ２０の駆動力は、図４（ａ）に示すように、出力シャフト２６とアーム１２との間において、トルクリミッタ機構２９の突起部２６ｐ、ならびに突起部１２ｐを介して伝達される。つまり、電動モータ２０から出力シャフト２６に伝達される駆動力は、その突起部２６ｐがアーム１２の突起部１２ｐを押し動かすことで、アーム１２に伝達されるようになっている。なお、電動モータ２０の駆動力が出力シャフト２６からアーム１２に伝達される時、アーム１２の突起部１２ｐにおいては、上述した定格負荷に応じた荷重が、出力シャフト２６の突起部２６ｐから入力されている。
【００３７】
一方、バックドア３が、開作動時に何らかの原因によって急に減速した場合は、バックドア３の動きが妨げられることで、このバックドア３にロッド１３を介して連結される駆動ユニット１１においては、所定の負荷（定格負荷）を超える過大な負荷が作用する。この場合、図４（ｂ）に示すように、出力シャフト２６とアーム１２との間においては、トルクリミッタ機構２９の突起部１２ｐが破損することで、駆動力の伝達が遮断される。詳述すると、電動モータ２０の駆動力は、クラッチ機構２１を介して出力シャフト２６に伝達されているものの、バックドア３が急減速したことで、このバックドア３の側に連結されるアーム１２の動きが妨げられている。この場合、回転を続けようとする出力シャフト２６の突起部２６ｐが動きの妨げられているアーム１２の突起部１２ｐを押し動かそうとすることで、アーム１２の突起部１２ｐにおいては、出力シャフト２６の突起部２６から過大な荷重が入力されている。つまり、アーム１２の突起部１２ｐにおいては、出力シャフト２６とアーム１２との間で伝達される駆動力が所定の値を超えたことで、定格負荷に応じた荷重（閾値）を超える過大な荷重が、出力シャフト２６の突起部２６から入力されている。これにより、アーム１２の突起部１２ｐが破損し、出力シャフト２６とアーム１２との間においては、駆動力の伝達が遮断される。つまり、アーム１２の突起部１２ｐは、所定の入力荷重を閾値として不可逆的に変形することで、電動モータ２０とバックドア３との間の駆動力の伝達を遮断している。
【００３８】
以上説明したように、本発明の駆動ユニット１１によれば、電動モータ２０の駆動力をバックドア３に伝達するアーム１２には、突起部１２ｐが設けられている。突起部１２ｐは、所定の入力荷重を閾値として不可逆的に変形することで、電動モータ２０とバックドア３との間の駆動力の伝達を遮断する。したがって、突起部１２ｐの閾値を超える過大な荷重がアーム１２に入力されると、電動モータ２０とバックドア３との間の駆動力の伝達が遮断されるように、突起部１２ｐが不可逆的に変形する。この場合、突起部１２ｐの閾値が、アーム１２を含んだ駆動部材（中間ギヤ２５、セクタギヤ２７等）に入力される荷重の上限値となっている。つまり、これら駆動部材においては、突起部１２ｐの閾値を超える過大な荷重の入力にも、耐えうる構造となっている。また、駆動部材においては、突起部１２ｐの閾値を超えない範囲での入力荷重に耐えうる構造を、最低限備えていればよい。したがって、突起部１２ｐの閾値を好適に設定することで、駆動部材に施される補強を最小限のものとできる。
【００３９】
また、出力シャフト２６とアーム１２との間には、リング部材３０が設けられている。この場合、出力シャフト２６とアーム１２との間の駆動力の伝達は、リング部材３０の破損によって遮断される。したがって、駆動ユニット１１の修理に際しては、駆動部材である出力シャフト２６とアーム１２を交換する必要がなく、破損したリング部材３０のみを交換すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の駆動ユニットの構造を示す分解斜視図。
【図２】本発明の駆動ユニットの部分断面図。
【図３】本発明の駆動ユニットが車両の電動式バックドアに適用された例を示す概略図。
【図４】図２におけるＡ−Ａ断面図。
【図５】図４におけるトルクリミッタ機構の他の実施形態を示す図。
【図６】公知の開閉装置の構造を示す図。
【図７】公知の開閉装置が車両の電動式バックドアに適用された例を示す概略図。
【符号の説明】
【００４１】
３  バックドア（開閉体）
１１  駆動ユニット（車両用開閉体の開閉装置）
１２  アーム（伝達機構、駆動部材）
１２ｂ  セレーション部（出力部）
１２ｐ  突起部（荷重制限部）
２０  電動モータ（駆動源）
２１  クラッチ機構
２６  出力シャフト（伝達機構、駆動部材）
２６ｄ  第２セレーション軸部（入力部）
２６ｐ  突起部（荷重制限部）
２７  セクタギヤ（伝達機構、駆動部材）
３０  リング部材（荷重制限部）
【図１】
2005336858.tif 000003
【図２】
2005336858.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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